第383章 毫釐之间的战爭
电主轴的研发,是一场在毫釐之间进行的战爭。
它的难度,远远超出了所有人的想像。
新成立的超净车间,成了瀋阳工具机厂的“心臟”。这里实行军事化管理,除了项目组成员,任何人都不得入內。
所有人都换上了白色的防尘服,戴上了口罩和头套,仿佛进入了一个科幻电影里的实验室。
攻关小组分成了三个部分,並行推进。
沃罗诺夫教授和李建华,带领著一群年轻的技术员,负责主轴的结构设计和理论计算。
他们的办公室里,黑板上写满了密密麻麻的公式,地上到处都是揉成一团的计算草稿。
每一天,他们都要进行上百次的计算机模擬,分析主轴在高速旋转下的应力分布、热变形以及动態特性。
任何一个微小的参数错误,都可能导致整个设计的失败。
来自洛阳轴承研究所的张教授,则带领团队,负责最核心的轴承部分。
他们要解决的,是陶瓷球轴承的精密配对和预紧力控制。
陶瓷球比钢球更轻、更硬、更耐高温,是製造高速电主轴的理想材料。
但它的加工和装配,也极为困难。
两个轴承內外套圈之间的滚道,其精度要求必须控制在0.1微米以內,这比头髮丝的千分之一还要细。
而孙茂才,则带著厂里手艺最好的那批老师傅,负责主轴各个零部件的精密加工。
这成了整个项目中最艰苦,也是最关键的一环。
儘管龙建国买来了全世界最顶级的德国超精密磨床,但设备终究是死的,要靠人来操作。
尤其是主轴的轴芯和外壳,这两个部件的同轴度,直接决定了主轴的迴转精度。
孙茂才亲自上阵,操作那台价值千万的磨床。
他站在机器前,整个人就像一尊雕塑。
他不用看屏幕上的数据,只是把耳朵贴在机身上,通过倾听砂轮和工件接触时发出的细微声音,就能判断出加工的状况。
他的手,稳得像磐石一样。
他转动进给手轮时,动作轻柔得像是在抚摸情人的脸颊。
每一次进给,都只有一两个微米。
车间里的年轻工人们,都看呆了。
他们以前只知道老师傅手艺好,但从没想过,能好到这种程度。
这已经不是技术了,这是艺术,是人与机器的完美结合。
然而,即便有孙茂才这样的顶级大师,研发的过程,依旧充满了挫折。
第一批试製的轴芯,在进行动平衡测试时,就出了问题。
当转速超过一万五千转时,动平衡机发出了刺耳的警报声。
检测数据显示,轴芯存在著肉眼无法察觉的微小变形。
这意味著,这根耗费了无数心血,用最昂贵的材料,加工了整整一个星期的轴芯,直接报废了。
“怎么会这样?加工的时候,我检查过上百次,尺寸和形位公差,绝对没有问题!”
负责加工的老师傅,急得满头大汗,一个劲地自责。
孙茂才拿著报废的轴芯,在灯光下翻来覆去地看,眉头拧成了一个疙瘩。
最后,还是来自北京钢铁研究总院的材料学专家,找到了问题的根源。
“是材料的內应力。”老专家用金相显微镜观察了切片后,得出了结论,“这批特种钢,在冶炼和热处理过程中,內部產生了不均匀的应力。在常温下,它看不出来。但一旦进行高速旋转,离心力会诱发这些內应力释放,从而导致微小的变形。”
问题找到了,但所有人的心,都沉了下去。
材料有问题!
这几乎是判了死刑。他们没有自己的冶炼设备,不可能为了这点材料,去建一个特钢厂。
难道,真的要被这最后一道坎给卡死吗?
整个项目组,再一次陷入了沉默。
就在所有人都感到绝望的时候,孙茂才开口了。
“既然热处理有问题,那咱们就给它再做一次处理。”
“孙师傅,您的意思是?”材料专家不解地问。
“冷处理。”孙茂才说出了一个让所有人都感到陌生的词,“我年轻的时候,听一个苏联老专家说过。要想消除金属內部的残余应力,最好的办法,就是进行超低温处理。”
“把它冻到零下一百多度,让它的內部分子结构,重新排列组合。”
超低温处理!
这个概念,在九十年代的中国,绝对是超前的。
別说见了,很多人听都没听说过。
“可是……我们没有深冷设备啊。”
李建华说出了现实的困难。
“没有设备,就自己造!”孙茂才的犟脾气又上来了,“液氮,总能搞到吧?”
“液氮好办,很多医院和研究所都有。”
“那就行了!”孙茂才一拍大腿,“找个结实的大铁箱子,做好保温。把零件放进去,然后往里灌液氮。我就不信,冻不透它!”
这简直是土得掉渣的办法。
在场的专家们,都面面相覷。用一个铁箱子加液氮,来搞超低温处理?
这听起来,就像是用一口大锅来炼晶片一样,太不靠谱了。
但是,看著孙茂才那坚定的眼神,再看看已经没有退路的现状。
所有人最终还是决定,死马当活马医,试一试。
龙建国再次动用了他的资源。很快,几大罐液氮,就被运到了厂里。
赵铁柱带著工人,用最厚的钢板,焊了一个巨大的保温箱。
孙茂才亲自挑选了一根新的轴芯,小心翼翼地放进了保温箱里。
所有人都屏住呼吸,看著穿著厚厚防护服的工人,將冒著白气的液氮,缓缓地倒进箱子里。
“滋啦——”
刺骨的寒气,瞬间瀰漫了整个车间。
没有人知道,这个土办法,到底能不能行。
所有人的心里,都充满了忐忑。
接下来的二十四个小时,是漫长的等待。
当保温箱被再次打开时,那根轴芯,已经被冻成了一根冰棍,表面覆盖著一层白霜。
经过缓慢的回温后,轴芯被重新送上了动平衡机。
孙茂才亲自按下了启动按钮。
所有人的心,都提到了嗓子眼。
转速表的指针,开始缓缓攀升。
五千转……一万转……一万五千转……
警报声,没有响起!
所有人都瞪大了眼睛,死死地盯著屏幕上的数据。
两万转!
警报声,还是没有响起!
两万四千转!
当转速表的指针,稳稳地停在设计的最高转速上时,动平衡机依然平稳地运行著。
屏幕上的跳动误差数据,显示为一个令人难以置信的数字——1.8微米!
成功了!
在经歷了短暂的寂静之后,整个超净车间,爆发出了一阵雷鸣般的欢呼声!
年轻的技术员们,把孙茂才高高地拋向了空中。那些德高望重的老专家们,也激动得相互拥抱,老泪纵横。
他们用最土的办法,攻克了最尖端的技术难关!
龙建国站在人群外,看著这群为了一个共同目標而欢呼雀跃的人,他的心里,也涌起了一股暖流。
他知道,从这一刻起,瀋阳工具机厂的“魂”,那个不畏艰难、敢於创造的工人阶级的魂,被彻底找回来了。
而这,仅仅是一个开始。
它的难度,远远超出了所有人的想像。
新成立的超净车间,成了瀋阳工具机厂的“心臟”。这里实行军事化管理,除了项目组成员,任何人都不得入內。
所有人都换上了白色的防尘服,戴上了口罩和头套,仿佛进入了一个科幻电影里的实验室。
攻关小组分成了三个部分,並行推进。
沃罗诺夫教授和李建华,带领著一群年轻的技术员,负责主轴的结构设计和理论计算。
他们的办公室里,黑板上写满了密密麻麻的公式,地上到处都是揉成一团的计算草稿。
每一天,他们都要进行上百次的计算机模擬,分析主轴在高速旋转下的应力分布、热变形以及动態特性。
任何一个微小的参数错误,都可能导致整个设计的失败。
来自洛阳轴承研究所的张教授,则带领团队,负责最核心的轴承部分。
他们要解决的,是陶瓷球轴承的精密配对和预紧力控制。
陶瓷球比钢球更轻、更硬、更耐高温,是製造高速电主轴的理想材料。
但它的加工和装配,也极为困难。
两个轴承內外套圈之间的滚道,其精度要求必须控制在0.1微米以內,这比头髮丝的千分之一还要细。
而孙茂才,则带著厂里手艺最好的那批老师傅,负责主轴各个零部件的精密加工。
这成了整个项目中最艰苦,也是最关键的一环。
儘管龙建国买来了全世界最顶级的德国超精密磨床,但设备终究是死的,要靠人来操作。
尤其是主轴的轴芯和外壳,这两个部件的同轴度,直接决定了主轴的迴转精度。
孙茂才亲自上阵,操作那台价值千万的磨床。
他站在机器前,整个人就像一尊雕塑。
他不用看屏幕上的数据,只是把耳朵贴在机身上,通过倾听砂轮和工件接触时发出的细微声音,就能判断出加工的状况。
他的手,稳得像磐石一样。
他转动进给手轮时,动作轻柔得像是在抚摸情人的脸颊。
每一次进给,都只有一两个微米。
车间里的年轻工人们,都看呆了。
他们以前只知道老师傅手艺好,但从没想过,能好到这种程度。
这已经不是技术了,这是艺术,是人与机器的完美结合。
然而,即便有孙茂才这样的顶级大师,研发的过程,依旧充满了挫折。
第一批试製的轴芯,在进行动平衡测试时,就出了问题。
当转速超过一万五千转时,动平衡机发出了刺耳的警报声。
检测数据显示,轴芯存在著肉眼无法察觉的微小变形。
这意味著,这根耗费了无数心血,用最昂贵的材料,加工了整整一个星期的轴芯,直接报废了。
“怎么会这样?加工的时候,我检查过上百次,尺寸和形位公差,绝对没有问题!”
负责加工的老师傅,急得满头大汗,一个劲地自责。
孙茂才拿著报废的轴芯,在灯光下翻来覆去地看,眉头拧成了一个疙瘩。
最后,还是来自北京钢铁研究总院的材料学专家,找到了问题的根源。
“是材料的內应力。”老专家用金相显微镜观察了切片后,得出了结论,“这批特种钢,在冶炼和热处理过程中,內部產生了不均匀的应力。在常温下,它看不出来。但一旦进行高速旋转,离心力会诱发这些內应力释放,从而导致微小的变形。”
问题找到了,但所有人的心,都沉了下去。
材料有问题!
这几乎是判了死刑。他们没有自己的冶炼设备,不可能为了这点材料,去建一个特钢厂。
难道,真的要被这最后一道坎给卡死吗?
整个项目组,再一次陷入了沉默。
就在所有人都感到绝望的时候,孙茂才开口了。
“既然热处理有问题,那咱们就给它再做一次处理。”
“孙师傅,您的意思是?”材料专家不解地问。
“冷处理。”孙茂才说出了一个让所有人都感到陌生的词,“我年轻的时候,听一个苏联老专家说过。要想消除金属內部的残余应力,最好的办法,就是进行超低温处理。”
“把它冻到零下一百多度,让它的內部分子结构,重新排列组合。”
超低温处理!
这个概念,在九十年代的中国,绝对是超前的。
別说见了,很多人听都没听说过。
“可是……我们没有深冷设备啊。”
李建华说出了现实的困难。
“没有设备,就自己造!”孙茂才的犟脾气又上来了,“液氮,总能搞到吧?”
“液氮好办,很多医院和研究所都有。”
“那就行了!”孙茂才一拍大腿,“找个结实的大铁箱子,做好保温。把零件放进去,然后往里灌液氮。我就不信,冻不透它!”
这简直是土得掉渣的办法。
在场的专家们,都面面相覷。用一个铁箱子加液氮,来搞超低温处理?
这听起来,就像是用一口大锅来炼晶片一样,太不靠谱了。
但是,看著孙茂才那坚定的眼神,再看看已经没有退路的现状。
所有人最终还是决定,死马当活马医,试一试。
龙建国再次动用了他的资源。很快,几大罐液氮,就被运到了厂里。
赵铁柱带著工人,用最厚的钢板,焊了一个巨大的保温箱。
孙茂才亲自挑选了一根新的轴芯,小心翼翼地放进了保温箱里。
所有人都屏住呼吸,看著穿著厚厚防护服的工人,將冒著白气的液氮,缓缓地倒进箱子里。
“滋啦——”
刺骨的寒气,瞬间瀰漫了整个车间。
没有人知道,这个土办法,到底能不能行。
所有人的心里,都充满了忐忑。
接下来的二十四个小时,是漫长的等待。
当保温箱被再次打开时,那根轴芯,已经被冻成了一根冰棍,表面覆盖著一层白霜。
经过缓慢的回温后,轴芯被重新送上了动平衡机。
孙茂才亲自按下了启动按钮。
所有人的心,都提到了嗓子眼。
转速表的指针,开始缓缓攀升。
五千转……一万转……一万五千转……
警报声,没有响起!
所有人都瞪大了眼睛,死死地盯著屏幕上的数据。
两万转!
警报声,还是没有响起!
两万四千转!
当转速表的指针,稳稳地停在设计的最高转速上时,动平衡机依然平稳地运行著。
屏幕上的跳动误差数据,显示为一个令人难以置信的数字——1.8微米!
成功了!
在经歷了短暂的寂静之后,整个超净车间,爆发出了一阵雷鸣般的欢呼声!
年轻的技术员们,把孙茂才高高地拋向了空中。那些德高望重的老专家们,也激动得相互拥抱,老泪纵横。
他们用最土的办法,攻克了最尖端的技术难关!
龙建国站在人群外,看著这群为了一个共同目標而欢呼雀跃的人,他的心里,也涌起了一股暖流。
他知道,从这一刻起,瀋阳工具机厂的“魂”,那个不畏艰难、敢於创造的工人阶级的魂,被彻底找回来了。
而这,仅仅是一个开始。